2021 Fiscal Year Research-status Report
深層学習を用いた予測をベースとするDNSへの異常検知手法の構築
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21K21296
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| Research Institution | Tokyo Health Care University |
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Principal Investigator |
木村 知史 東京医療保健大学, 医療保健学部, 助教 (90909110)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | DNS セキュリティ / 深層学習 / 予測 / 異常検知 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オープンリゾルバの探索行為やそれを利用したDDoS攻撃の一種であるDNS amplification は DNS を狙った攻撃として広く認知されており，メタバースやデジタルツインを構築する上で，その対策が強く求められている．単純な対策として単位時間あたりに静的な閾値を設定し，DNSへのアクセス回数が閾値を上回った場合に異常を検知する手法が考えられる．しかし，DNS に対するアクセス回数は曜日や時間帯によって時々刻々変化する性質を持っているため, 静的な閾値を多様なネットワーク環境において管理者が適切に設定することは難しい. この問題に対して申請者は, 深層学習を用いて動的に時間的な予測を立てることで, 最適な閾値を算出し, 攻撃を最短時間で検知できると考えた.
本研究では, オープンリゾルバを探索する行為やそれを利用した DNS amplification 攻撃を自動的に検知するための時間的な予測をベースとした異常検知手法を構築することを目的としている.
2021年度では，これまでに取得したデータから複数の期間を用いて提案手法の再現性に関する評価を行った．また，申請者が所属する研究機関で研究を遂行するために実験用サーバの準備を行った．
再現性に関する評価は，これまでに検討している提案手法の性能を複数の期間を用いて行った．その結果，複数の期間において同程度の性能を有することを明らかにした．
実験用サーバは，これまでに計算用サーバの構築は完了しており，パケット取得用サーバは構築途中である．
パケット取得用サーバの構築が終了後，速やかに所属研究機関に設置する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2021年度に所属研究機関に設置予定のサーバを全て準備する予定であったが，パケット取得用サーバの準備が間に合わず，2022年度に持ち越された．
現在，パケット取得用のサーバの組み立ては全て完了したため，ソフトウェアの準備を速やかに完了させる予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの検討で，提案手法の攻撃の検知精度が60 % 程度であること， 施設における提案手法の一般化可能性が課題であった．この二点を改良するために，複数の特徴量を用いることで攻撃の検知精度を高めることが可能であるか検証する．そして，以前の研究機関と現在の研究機関でDNSパケットを取得し，複数の期間を用いることで提案手法の一般化可能性を確認する．
今後の研究の流れとしては，
(1)パケット取得用のサーバのソフトウェアの準備を行う．(2)所属研究機関にパケットパケット取得用サーバを設置し，DNSパケットの収集を行う．(3)以前に所属していた研究機関と現在の研究機関にて収集したDNSパケットの検知傾向を確認する．(4)両研究機関で収集したDNSパケットに対して提案手法を適用し，その性能を評価する．(5)両研究機関で収集したDNSパケットから，複数の特徴量を抽出して提案手法に適用することで，攻撃の検知精度を高めることが可能か検証する．
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| Causes of Carryover |
当該助成金が生じた理由は，大きく三つある。まず，新型コロナウイルスの影響により，研究機関の方針で他府県への移動が制限されていたことである．次に，2021年度の研究計画が遅れたことにより，購入予定の物品を円滑に購入できなかったことである．最後に，公的研究費を用いて物品を購入するためには，仕入先による研究機関の審査が必要であり，一つの仕入れ先の審査には約2週間～4週間待機する必要があったために，物品の購入に遅れが生じてしまった．
翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画は，新型コロナウイルスの影響を考慮しながら必要に応じて他府県へ移動するとともに，購入予定の物品を速やかに購入する予定である．
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